地下空间洪水入侵的机理及防洪对策研究 水利工程专业论文.docxVIP

地下空间洪水入侵的机理及防洪对策研究 Study on the Flood Invasion Mechanism and Countermeasures for Flood Control in Underground Space (申请硕士学位) 学科专业： 水利工程 研 究 生： 申若竹 指导教师： 杨 敏 教授 天津大学建筑工程学院 二零一二年十二月 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得 天津大学 或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 天津大学 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权 天津大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 中文摘要 随着社会经济的高度发展与土地资源紧缺的矛盾日渐突出。开发利用地下空 间成了城市可持续发展和提高城市功能的必经之路。然而地下空间一般整体位于 地下，是一个相对密闭的场所，只有少量的通风井和出入口与外界直接连通。作 为洪水极易入侵的半封闭性空间，洪灾发生时积水的上升速度比地面快得多，在 不能及时有效发出警告的情况下，撤离逃生的时间将十分有限。这不仅会造成设 备损失、人员伤亡等直接经济损失，还会造成难以估算的间接损失。随着近年来 地下空间淹水事件的频繁发生，造成巨大的生命财产损失，地下空间洪水入侵机 理与防洪的研究势在必行。 我国对于地下空间防洪方面的研究，多半为一些宏观的指导建议，并未对其 机理进行深入地研究。针对上述问题，本文就以下几个方面作进行研究： （1）通过缩尺比例物理模型试验推求在不同的入侵流量和控制条件下，地 下空间积水深度 h 与时间 t 的关系曲线，分析洪水入侵过程中的不同阶段地下空 间的积水情况，评价不同水深区域的危害程度。同时在试验中考虑了防淹门的启 闭对洪水入侵过程的影响并进行分析，评价其作用。 （2）通过足尺比例的楼梯模型进行水动力试验，，在各种试验条件下详细研 究地下空间出入楼梯的水流特性，推导出入侵流量与流速的关系，同时辅以 VOF 数值模型对整个研究区域进行三维数值模拟计算进行验证；在以往的试验中，并 未深入研究流量（流速）与阻力的关系，本文将对不同流量下人体不同的站立方 式和着装条件所受水流阻力的情况进行研究，对洪水入侵地下空间有更为全面的 认识，从而为防洪设计与疏散指导工作提供理论依据。 （3）基于前人的研究成果，通过公式的推导计算，研究地下空间洪灾发生 时人员安全疏散环节，使得理论研究更直观地运用于实际，其成果可直接用于安 全性的评估。 （4）针对地下空间提出防洪避灾措施，在原有的基础上提出一些改进意见。 将工程与非工程措施有效地结合起来，真正做到以防为主，防治结合，将洪涝灾 害对地下空间造成的生命财产损失降到最低。 关键词：地下空间，洪水入侵，扩散机理，水动力特性，安全疏散理论，防洪 减灾措施 Abstract Due to the increasing outstanding contradiction between the highly developed social economy and scarce land resources, underground space development and utilization has become the only way to obtain sustainable development and enhance the function in cities. However, as a relatively confined space, underground space is located below a ground elevation generally, only a small amount of air shafts and entrances connect to the outside world. The half closed space is easily attacked by flood and the rising speed of water is much faster